賈清彬，徐勤磊

（山東省郯城縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 郯城 276100）

水肥一體化技術指的是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)技術。種植人員借助壓力系統(tǒng)或自然地勢落差，將可溶性固體或液體肥料按照比例以及種植作物所需肥力規(guī)律配置成肥液，并與灌溉水一同通過可控管道系統(tǒng)，進入農(nóng)田，實現(xiàn)對農(nóng)作物的供水供肥。灌溉水與肥料相融后，能通過管道完成對田地的滴灌工作，定量的灌溉水與肥液浸潤農(nóng)作物根系，用以提升農(nóng)作物產(chǎn)量。當前該技術能被應用于我國農(nóng)業(yè)種植中，但在社會發(fā)展中也應得以不斷更新發(fā)展，為農(nóng)業(yè)進步提供保障。

1 水肥一體化技術應用要領

水肥一體化技術是一項綜合性農(nóng)業(yè)技術，技術中涉及農(nóng)田灌溉、作物栽培、土壤耕作等多方面內(nèi)容，主要能從滴灌系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)、肥料種類、灌溉施肥操作四方面入手，分析水肥一體化技術的應用要領。第一，建立完善滴灌系統(tǒng)。農(nóng)民在完成滴灌系統(tǒng)建立過程中，應制定完整的設計方案，首先需要了解當?shù)胤N植地形、農(nóng)田田塊、土壤質地等的基本情況，結合當?shù)厮刺卣鞯葍?nèi)容，設計完整的管道系統(tǒng)方案，確定管道埋設深度、長度以及灌溉區(qū)域等。水肥一體化技術設計過程中還應重點關注灌溉方式，如噴灌、微噴灌、泵加壓滴灌、滲灌等。關注過程中應切忌采用大水漫灌的方式，否則容易導致灌溉過程中氮素損失，進而降低水利用率。第二，建立完善施肥系統(tǒng)。在田間種植工作開展中，應重點關注農(nóng)作物施肥問題，了解蓄水池與混肥池的位置、容量、出口、施肥方式等，方便施肥工作順利開展。第三，選擇適合的廢料。水肥一體化技術中使用的廢料為液態(tài)肥料或可溶性固態(tài)肥料，氨肥、硫銨、尿素等均是較為常見的水肥一體化肥料。在選擇固態(tài)肥料過程中，應關注肥料的水溶性，并且其溶于水后產(chǎn)生的雜質較少，能方便灌溉工作開展。一般情況下，不能選擇復合肥。并且，如果肥料為沼液、腐殖酸液肥，必須先經(jīng)過過濾，防止灌溉過程中造成管道阻塞，影響灌溉效果。第四，嚴格關注灌溉與施肥操作。首先將肥料溶解于水中，并混勻，施加的肥料如果是液態(tài)肥，則可忽略攪拌與混合的方式，如果施加的肥料是固態(tài)肥，則應混合攪拌，在必要時能采用分離技術，防止灌溉過程中出現(xiàn)沉淀等問題，影響農(nóng)田施肥效果。其次，應嚴格控制肥料施加量。肥料注入的濃度應控制在灌溉流量的0.1%左右。例如：對面積為0.2hm的農(nóng)田進行水肥一體化灌溉，灌溉流量為50m。則肥液注入應控制在50L/667m，如果施肥量過高則不僅可能導致作物死亡，甚至還可能會對周圍環(huán)境安全衛(wèi)生造成危害。最后，灌溉施肥應嚴格遵循3個階段，第一階段，選擇不含肥料的水對農(nóng)田進行浸潤。第二階段，使用肥料溶液對農(nóng)田進行灌溉。第三階段，使用不含肥料的清水對農(nóng)田進行灌溉。

總而言之，水肥一體化技術實際為一項整體性的技術，也是當前農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中減少成本的主要種植技術，但該技術的應用初期需要投入較多的資金。農(nóng)業(yè)種植工作開展中，相關單位只要解決前期那農(nóng)業(yè)投資問題，并未農(nóng)民提供有效技術指導，就能完成對該技術的推廣，幫助農(nóng)民增收，提高農(nóng)業(yè)收益。

2 水肥一體化技術應用現(xiàn)狀

我國水肥一體化技術起源于1974年，由墨西哥引進。我國水肥一體化技術經(jīng)過不斷試驗與研究，覆蓋范圍逐漸擴大，示范效果進一步提升。

2.1 我國水肥一體化技術應用模式

噴灌技術是對灌溉管道提供一定水壓支持，將水噴灑出去，在空中形成噴霧，水滴以細小迷霧方式下落到土壤中，完成灌溉工作的技術。該方式適用于各種土壤以及作物中，適應性較強，灌溉工作人員能通過控制水壓的方式控制灌溉水量，并且灌溉更加均勻，能減少灌溉過程中水在土壤中徑流對土壤造成侵蝕。此外，該灌溉方式還能在一定程度上減少水資源的浪費。但該灌溉方式需要對管道增壓，并且噴灑工作受到灌溉過程中風力的影響，可能會在空氣中被吹散，造成一定損失。并且該灌溉方式還會增加空氣濕度，導致表層土壤被浸濕但深層土壤仍干燥的情況發(fā)生。

滴灌技術是在管道中施加一定壓力，將營養(yǎng)液與水分融合，并通過滴頭將水與營養(yǎng)的融合物均勻且緩慢地滴入作物周圍的土壤中的技術。該灌溉技術灌溉方式較為溫和，不會對土壤結構產(chǎn)生破壞，灌溉人員的工作壓力較小，不會產(chǎn)生無效蒸發(fā)情況，幾乎不會產(chǎn)生深層滲漏情況，灌溉一次延續(xù)時間較長，能實現(xiàn)小水勤灌的效果，能在一定程度上減少水資源的浪費。但滴灌過程中，滴頭容易被周圍土壤侵蝕，導致結垢情況發(fā)生，造成滴頭阻塞。同時灌溉過程中灌溉點很難被易懂，可能會導致區(qū)域位置鹽分累積，影響該區(qū)域位置作物根系生長。為此，采用滴灌方式，應嚴格控制水資源的質量，灌溉初期需投入較多資金，安裝過濾器，定期清理滴頭，對其予以維護，以延長其使用壽命，提升灌溉效果。

微噴灌技術指的是將營養(yǎng)液以較大的流速以較低的壓力經(jīng)由微噴頭噴出，并直接噴灑在農(nóng)作物表面。該噴灌方式能提升水肥的利用率，具有較強靈活性，并能方便農(nóng)民開展噴灌工作，能在一定程度上調整田間小氣候。但該噴灌方式也有其缺點，就是在灌溉過程中對水質的要求較為嚴格，噴灌工作開展之前需要對灌溉水予以過濾，避免灌溉水中融入雜草等雜質，防止噴頭被阻塞。并且噴灑過程中的質量，均勻程度等也受到灌溉過程中風力的影響，可能會存在灌溉不均勻狀況發(fā)生。

膜下滴灌技術指的是將灌溉管道鋪設在膜下，通過管道將水肥送往滴灌帶中，并在滴灌帶上通過噴頭將水肥滴灌入土方中。該滴灌方式下管道很容易造成阻塞，影響滴灌效果，導致土壤中鹽分堆積，影響作物根部發(fā)展。并且該灌溉方式應嚴格控制灌溉頻率，對水電保證率要求較高。

2.2 我國水肥一體化技術施肥方式

施肥是水肥一體化技術中的重點環(huán)節(jié)，種植人員應結合種植條件以及種植作物需要選擇不同肥料，完成水肥溶液的制作。常見的水肥一體化技術施肥方式包含以下幾種。

文丘里施肥法是利用水管中壓力完成的施肥方式。當水管中的水由高壓區(qū)流向低壓區(qū)時，文丘里管中的肥料就會在壓力的作用下提升流速，形成負壓，被負壓產(chǎn)生的真空吸力吸入管道中，混入灌溉系統(tǒng)中，完成水肥一體化灌溉。該方式下，施肥結構較為簡單，灌溉中所需成本較低，無需對外部造成較大損耗。能適當控制吸肥量，在灌溉全程中，能保持肥液濃度恒定。但該施肥方式僅適用于面積較小的種植場所中，在灌溉中會產(chǎn)生一定的壓力損害。

壓差式施肥法是由一個主管以及一個進水管與一個排液管組成。水進入管道后，分別流入主管道以及進水管中，進水管途徑肥料母液，將肥料稀釋后經(jīng)由排液管進入主管，后與主管中的水混合流出，完成灌溉工作。該灌溉方式相對較為簡單，灌溉施肥過程中能直接使用固體肥料，無需使用外力設備，但對于肥料濃度控制較難，并且施肥罐容量有限，需要頻繁介入人力操作，耗時較長。

重力自壓式施肥法是利用高度差完成的水肥一體化技術方式，肥料母液池放置在較高位置，經(jīng)由肥料控制閥流入灌溉水池，混合后經(jīng)由灌溉水量閥門流出。該施肥方式下，種植工作人員能根據(jù)種植需要控制施肥流速以及濃度，能減少外部消耗，農(nóng)業(yè)工作人員對此消耗較小，便于操作。但該施肥方式容易導致灌溉池中滋生藻類植物。

3 水肥一體化技術未來發(fā)展趨勢

灌溉與施肥是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重中之重，我國為推進農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，亟需深入了解農(nóng)作物生長特點以及種植特點，創(chuàng)新水肥一體化技術與設備，建立完整的水肥一體化系統(tǒng)，切實提升水肥利用率，重點研究水肥一體化技術，并了解其發(fā)展趨勢。

3.1 多功能低消耗精準化水肥一體化技術

能源是任何國家發(fā)展過程中應重點關注的問題，任何行業(yè)運行中能源消耗工作控制程度均能影響該行業(yè)發(fā)展可持續(xù)性。我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標下，更是將節(jié)約能源作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重點內(nèi)容。為此，在水肥一體化技術發(fā)展中，農(nóng)業(yè)種植人員以及技術研發(fā)人員更加主動開發(fā)低能耗，高精準水肥一體化產(chǎn)品，以減少灌溉施肥過程能源消耗，提升水肥利用小效率。微灌溉技術作為水肥一體化技術中更加節(jié)約資源的灌溉方式，受到研發(fā)人員的關注，是當前水肥一體化技術的主要發(fā)展趨勢。同時新技術研究中還應更加關注灌溉與施肥工作有機結合，配備萬薩汗水肥藥裝備，確保水肥一體化系統(tǒng)功能性提升，實現(xiàn)水肥一體化技術高效性。

3.2 信息化與智能化

信息化技術與智能化技術是社會進步的體現(xiàn)，也是當前社會中多項工作開展的根本目標，也是水肥一體化技術發(fā)展的根本趨勢之一。當前信息化技術、計算機技術、智能化技術等均能被有效利用，在水肥一體化技術中3s技術與傳感技術等也能利用于節(jié)水灌溉工作中。施肥工作在信息化技術與智能化技術的加入下，轉變其單一施肥效果，實現(xiàn)變量施肥目標。該技術的應用能進一步提升水肥一體化技術的自動化與智能化。將節(jié)水灌溉技術與作物信息采集技術相結合，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位能借助物聯(lián)網(wǎng)技術精準化灌溉，并完成配套裝備研究。信息化技術與智能化技術廣泛應用能突進噴灌施肥工作向著節(jié)約技術方向發(fā)展。

4 水肥一體化技術研究重點

4.1 水肥流動規(guī)律

水肥流動規(guī)律是針對文丘里施肥方式開展的研究，該研究的根本目的是減少灌溉施肥過程中造成的壓力差損失。該技術研究過程中，重點調節(jié)文丘里施肥技術下肥料濃度隨著時間變化而產(chǎn)生的變化規(guī)律，為肥料施加推廣工作提供重要支撐。最終研究結果肥料濃度變化規(guī)律將作為后續(xù)施肥工作的技術指導。農(nóng)業(yè)工作人員能結合該技術，針對不同作物的生長情況以及種植條件，了解作物對肥液的需求，結合作物種植方式，系統(tǒng)化規(guī)劃灌溉與施肥方式，完成水肥一體化干預，探究肥液特點與灌溉施肥均勻性關系，探索其對作物生長情況影響。

4.2 優(yōu)化設計方案

設計方案是影響水肥一體化技術開展情況的重要因素，優(yōu)化設計方案實際上就是加強水肥比例控制，借助施肥泵遠離，促進產(chǎn)品國產(chǎn)化，提升水肥一體化技術應用成果，降低技術成本，優(yōu)化設計方案，解決施肥過程中吸力與壓力損失過高等問題。為提升水肥一體化技術水平，能借助柱塞泵遠離，減少施肥灌溉中柱塞泵在柱塞反復運動下產(chǎn)生的壓力動脈情況。為提升其技術性，需擴大柱塞泵流量，擴大其覆蓋面積，擴大其適用范圍，優(yōu)化柱塞泵設計方式。針對不同系統(tǒng)能耗，施肥均勻需求以及經(jīng)濟化需求，設計人員以及農(nóng)業(yè)相關人員應優(yōu)化選型方案，關注施肥設備技術情況，采用不同優(yōu)化算法優(yōu)化施肥設備建立多目標配置優(yōu)化流程。常見算法有遺傳算法，蟻群算法與粒子群算法，針對不同種植需求以及施肥需求等，應選擇不同算法。

4.3 產(chǎn)品研發(fā)與標準化

灌溉與施肥設備是影響灌溉施肥效果的重點因素，故相關技術人員應重點研發(fā)施肥配套設備，利用現(xiàn)有施肥制度。針對不同區(qū)域作物種植工作特點，應加強對于低壓管道與灌溉施肥設備的研發(fā)。針對我國種植特征與作物農(nóng)業(yè)施肥特點，開發(fā)水肥一體化設備，加大該技術推廣力度。通過不是，對于不同水肥一體化系統(tǒng)，還應規(guī)范操作技術規(guī)范，指導農(nóng)民以科學方式完成水肥一體化技術實際應用。農(nóng)業(yè)工作人員還應重點研究高效液體肥料與水溶肥料灌溉方式，實現(xiàn)水肥一體化技術綠色化轉型，升級技術形式，提升技術效果。同時還應建立水肥一體化設備行業(yè)標準，完善設備性能檢測方式，開展技術平臺，推進該技術在市場中更加健康有序發(fā)展。

4.4 灌溉施肥制度

結合不同地區(qū)農(nóng)業(yè)種植工作，技術人員加強對土壤水分等種植要素研究，為水肥一體化技術研究工作提供技術參數(shù)支持。農(nóng)業(yè)種植人員研究農(nóng)作物種植過程中生長不同階段水分與養(yǎng)分需求，結合其特征，探究不同水肥組合方式下對農(nóng)作物生長情況產(chǎn)生影響情況。在從基礎上，探究農(nóng)作物生長、品質與產(chǎn)量影響規(guī)律，結合天氣狀況，探究調節(jié)水肥情況的根本方式。采用綜合評定方式的目的是最大程度上提升農(nóng)作物產(chǎn)量，確定水肥比例，調節(jié)灌溉方式與次數(shù)，了解灌溉周期。在此基礎上建立高效化水肥一體化技術制度，完善設備與系統(tǒng)操作規(guī)范。

4.5 智能水肥一體化系統(tǒng)

積極利用先進技術完成對水肥濃度的控制，完善施肥灌溉工作自動化控制技術。同時農(nóng)業(yè)工作人員應重點研究農(nóng)作物生長狀態(tài)檢驗方式，以更加精準、簡便的方式確定其水肥需求情況，完成精準化灌水施肥工作。同時以更加精準適當?shù)乃惴焖俨杉魑镄畔ⅲ瓿尚畔⒎答?，并制定水肥策略?/p>

5 結論

綜上所述，水肥一體化技術合理化開展能發(fā)揮其節(jié)水、節(jié)肥等作用，對于提升農(nóng)作物產(chǎn)量與品質方面效果積極。該技術妥善應用對于緩解我國水資源短缺，遵循節(jié)能減排原則，維持生態(tài)文明，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面效果顯著，可推進農(nóng)業(yè)工作可持續(xù)發(fā)展。故應加強對該技術研究的政策支持與經(jīng)濟支持，培養(yǎng)專業(yè)化技術人才，加強該技術研究與應用，加強技術管理，將水肥一體化技術妥善應用于農(nóng)業(yè)種植工作中。